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Frontier ha llegado y ORNL se está preparando para la ciencia desde el primer día. Crédito: Carlos Jones/ORNL, Departamento de Energía de EE. UU.
La supercomputadora Frontier del Laboratorio Nacional Oak Ridge del Departamento de Energía obtuvo hoy la clasificación más alta como la más rápida del mundo en la lista 59 TOP500, con 1,1 exaflops de rendimiento. El sistema es el primero en alcanzar un nivel sin precedentes de rendimiento informático conocido como exaescala, un umbral de quintillones de cálculos por segundo.
Frontier presenta un rendimiento máximo teórico de 2 exaflops, o dos quintillones de cálculos por segundo, lo que lo hace diez veces más poderoso que el sistema Summit de ORNL. El sistema aprovecha la amplia experiencia de ORNL en computación acelerada y permitirá a los científicos desarrollar tecnologías de vital importancia para la seguridad energética, económica y nacional del país, ayudando a los investigadores a abordar problemas de importancia nacional que eran imposibles de resolver hace solo cinco años.
«Frontier está marcando el comienzo de una nueva era de computación a exaescala para resolver los mayores desafíos científicos del mundo», dijo el director de ORNL, Thomas Zacharia. «Este hito ofrece solo una vista previa de la capacidad inigualable de Frontier como herramienta para el descubrimiento científico. Es el resultado de más de una década de colaboración entre los laboratorios nacionales, la academia y la industria privada, incluido el Proyecto de Computación a Exaescala del DOE, que está implementando las aplicaciones. , tecnologías de software, hardware e integración necesarias para garantizar el impacto a la exaescala».
Las clasificaciones se anunciaron en el Conferencia Internacional de Supercomputación 2022 en Hamburgo, Alemania, que reúne a líderes de todo el mundo en el campo de la informática de alto rendimiento o HPC. Las velocidades de Frontier superaron las de cualquier otra supercomputadora del mundo, incluida la Summit de ORNL, que también se encuentra en las instalaciones de computación de liderazgo de Oak Ridge de ORNL, una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE.
Frontier, una supercomputadora HPE Cray EX, también ocupó el puesto número uno en la lista Green500, que califica el uso y la eficiencia de la energía de los sistemas de supercomputación disponibles comercialmente, con un rendimiento de 62,68 gigaflops por vatio. Frontier completó las clasificaciones bianuales con el primer puesto en una categoría más nueva, computación de precisión mixta, que califica el rendimiento en formatos comúnmente utilizados para la inteligencia artificial, con un rendimiento de 6,88 exaflops.
El trabajo de entrega, instalación y prueba de Frontier comenzó durante la pandemia de COVID-19, cuando los cierres en todo el mundo tensaron las cadenas de suministro internacionales. Más de 100 miembros de un equipo público-privado trabajaron las 24 horas del día, desde la obtención de millones de componentes hasta garantizar las entregas de piezas del sistema en el plazo establecido, hasta la instalación y prueba cuidadosas de 74 gabinetes de supercomputadoras HPE Cray EX, que incluyen más de 9400 nodos con tecnología AMD y 90 millas de cables de red.
«Cuando los investigadores obtengan acceso al sistema Frontier completamente operativo a finales de este año, marcará la culminación del trabajo que comenzó hace más de tres años y que involucró a cientos de personas talentosas en todo el Departamento de Energía y nuestros socios de la industria en HPE y AMD», ORNL Associate dijo el director del laboratorio de computación y ciencias computacionales, Jeff Nichols. «Científicos e ingenieros de todo el mundo pondrán a trabajar estas extraordinarias velocidades informáticas para resolver algunas de las preguntas más desafiantes de nuestra era, y muchos comenzarán su exploración desde el primer día».
El rendimiento general de Frontier de 1,1 exaflops se traduce en más de un quintillón de operaciones de punto flotante por segundo, o flops, según lo medido por el Prueba comparativa Linpack de alto rendimiento. Cada flop representa un posible cálculo, como suma, resta, multiplicación o división.
El rendimiento inicial de Frontier en el índice de referencia Linpack asciende a más de siete veces el de Summit con 148,6 petaflops. Summit continúa como una máquina de trabajo impresionante y altamente calificada para la ciencia abierta, que figura en el número cuatro en el TOP500.
El rendimiento informático de precisión mixta de Frontier registró aproximadamente 6,88 exaflops, o más de 6,8 quintillones de flops por segundo, según lo medido por el Introspección del acelerador Linpack de alto rendimiento, o HPL-AI, prueba. La prueba HPL-AI mide las velocidades de cálculo en los formatos informáticos que suelen utilizar los métodos de aprendizaje automático que impulsan los avances en inteligencia artificial.
Las simulaciones detalladas en las que confían los usuarios tradicionales de HPC para modelar fenómenos como las células cancerosas, las supernovas, el coronavirus o la estructura atómica de los elementos requieren una precisión de 64 bits, una forma de precisión computacional exigente. Los algoritmos de aprendizaje automático generalmente requieren mucha menos precisión, a veces tan solo de 32, 24 o 16 bits, y pueden aprovechar el hardware especial en las unidades de procesamiento gráfico, o GPU, en las que se basan máquinas como Frontier para alcanzar incluso velocidades más rápidas.
ORNL y sus socios continúan ejecutando la puesta en marcha de Frontier según lo programado. Los próximos pasos incluyen pruebas y validación continuas del sistema, que sigue en camino para la aceptación final y el acceso científico temprano más adelante en 2022 y abierto para la ciencia completa a principios de 2023.
Datos sobre la frontera
El rendimiento a gran escala de la supercomputadora Frontier está habilitado por algunas de las piezas de tecnología más avanzadas del mundo de HPE y AMD:
- Frontier tiene 74 gabinetes de supercomputadora HPE Cray EX, que están diseñados específicamente para admitir el rendimiento y la escala de la supercomputación de próxima generación, una vez abiertos para el acceso científico temprano.
- Cada nodo contiene un procesador EPYC optimizado y cuatro aceleradores AMD Instinct, para un total de más de 9400 CPU y más de 37 000 GPU en todo el sistema. Estos nodos brindan a los desarrolladores capacidades más sencillas para programar sus aplicaciones, debido a la coherencia habilitada por los procesadores EPYC y los aceleradores Instinct.
- HPE Slingshot, el único tejido Ethernet de alto rendimiento del mundo diseñado para soluciones de IA y HPC de próxima generación, incluidas cargas de trabajo más grandes y con uso intensivo de datos, para abordar las demandas de mayor velocidad y control de congestión para que las aplicaciones funcionen sin problemas y mejoren el rendimiento.
- Un subsistema de E/S de HPE que estará en línea este año para admitir Frontier y OLCF. El subsistema de E/S presenta una capa de almacenamiento en el sistema y Orion, un sistema de archivos central mejorado basado en Lustre que también es el sistema de archivos paralelo único más grande y rápido del mundo, basado en el sistema de almacenamiento Cray ClusterStor E1000. La capa de almacenamiento en el sistema empleará dispositivos de almacenamiento local de nodo de cómputo conectados a través de enlaces PCIe Gen4 para proporcionar velocidades máximas de lectura de más de 75 terabytes por segundo, velocidades máximas de escritura de más de 35 terabytes por segundo y más de 15 mil millones de datos aleatorios. leer operaciones de entrada/salida por segundo. El sistema de archivos de todo el centro de Orion proporcionará alrededor de 700 petabytes de capacidad de almacenamiento y velocidades máximas de escritura de 5 terabytes por segundo.
- Como un sistema de supercomputación de próxima generación y el más rápido del mundo para la ciencia abierta, Frontier también es eficiente desde el punto de vista energético, debido a sus capacidades de refrigeración líquida. Este sistema de enfriamiento promueve un centro de datos más silencioso al eliminar la necesidad de un sistema enfriado por aire más ruidoso.
Citación: La supercomputadora debuta como la barrera de exaescala más rápida del mundo (30 de mayo de 2022) consultado el 13 de julio de 2022 en https://techxplore.com/news/2022-05-supercomputer-debuts-world-fastest-exascale.html
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